密碼科學(xué)技術(shù)國家重點實驗室開放課題
2019年度申請指南

    本著“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的建設(shè)方針，密碼科學(xué)技術(shù)國家重點實驗室面向全國高等院校、科研機構(gòu)和其它相關(guān)單位設(shè)立開放課題基金，支持密碼及相關(guān)交叉領(lǐng)域的基礎(chǔ)性和前沿性研究，歡迎并鼓勵多個團隊就某一方向聯(lián)合申請。申請方向及研究內(nèi)容如下(申請人可以對申請方向的部分研究內(nèi)容開展研究):

1. 密碼學(xué)困難問題研究

對密碼學(xué)中的一些基礎(chǔ)理論問題：如大整數(shù)分解問題、離散對數(shù)問題、格困難問題、橢圓曲線同源計算、多變元代數(shù)方程組求解、糾錯碼譯碼等的困難性進行研究，給出更優(yōu)求解算法；探索提出新的困難問題并給出密碼學(xué)應(yīng)用。

2. 格公鑰密碼設(shè)計與分析

研究格中各種困難問題，探索給出新型實用格及其困難問題設(shè)計；提出新型格公鑰密碼實用化關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計實用化格公鑰密碼方案，降低算法參數(shù)大小，提升安全強度；研究格密碼方案的快速安全實現(xiàn)方法；研究格密碼方案、格困難問題安全性分析評估方法；對NIST及密碼學(xué)會密碼競賽提交的格公鑰密碼算法進行安全性分析。

3. 基于編碼的密碼方案設(shè)計與分析 

研究基于隨機線性碼/擬循環(huán)的校驗子譯碼問題、基于秩距離下的擬循環(huán)校驗子譯碼問題；分析提煉目前安全的糾錯公鑰加密方案所基于糾錯碼的特征，研究提出可用于構(gòu)造安全的公鑰加密方案的新糾錯碼；設(shè)計實用化基于編碼公鑰加密方案，降低算法參數(shù)大小，提升安全強度；對NIST及密碼學(xué)會密碼競賽提交的基于編碼的公鑰密碼算法進行安全性分析。

4. 抗量子攻擊的偽隨機數(shù)發(fā)生器及偽隨機函數(shù)研究

構(gòu)造可以抵抗量子計算攻擊、低電路復(fù)雜度的偽隨機函數(shù)、偽隨機數(shù)發(fā)生器和隨機性提取器等。

5. 新應(yīng)用環(huán)境下公鑰密碼協(xié)議研究

研究可用于安全數(shù)據(jù)外包存儲、計算、審計的高效公鑰密碼協(xié)議；研究高效基于身份加密、可搜索加密、屬性加密、全同態(tài)加密、函數(shù)加密等密碼方案的設(shè)計與可證明安全方法；研究設(shè)計滿足SOA、KDM、泄露容忍等安全性質(zhì)的高效公鑰加密方案；研究簡潔高效ZK、SNARK等證明協(xié)議；研究物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新應(yīng)用技術(shù)及環(huán)境下的輕量級密碼協(xié)議。

6. 安全多方計算協(xié)議的設(shè)計理論研究 

研究安全多方計算(MPC)協(xié)議的前沿基礎(chǔ)理論及其基礎(chǔ)密碼組件，包括：MPC協(xié)議的輪復(fù)雜性以及最優(yōu)通信復(fù)雜度、可否認加密、非承諾加密等；針對半誠實敵手、隱藏敵手、惡意敵手三類敵手以及布爾電路和算術(shù)電路兩類電路，研究高效MPC協(xié)議的設(shè)計方法。

7. 量子安全模型及量子安全證明技術(shù)研究

完善量子隨機預(yù)言機模型的理論，研究加密、簽名等典型密碼學(xué)原語的量子安全模型定義及在量子安全模型下的通用構(gòu)造方法；研究傳統(tǒng)安全模型下的各種密碼方案在量子安全模型下的安全性；研究適合量子安全模型的新型安全證明技術(shù)等。

8. 量子算法設(shè)計及其應(yīng)用研究   

研究設(shè)計可以體現(xiàn)量子優(yōu)勢的簡潔、高效量子算法；分析不同量子計算模型下適合運行的量子和經(jīng)典算法特征，評估量子算法求解格、編碼、（非）線性規(guī)劃等困難問題的時間、資源復(fù)雜度，并提出加速方法。

9. 量子密鑰分配協(xié)議及系統(tǒng)實際安全性研究

研究設(shè)計連續(xù)變量調(diào)制、分離變量調(diào)制的量子密鑰分配協(xié)議，分析系統(tǒng)實際實現(xiàn)和應(yīng)用中的安全性問題，設(shè)計相關(guān)的防御方案并給出相應(yīng)的安全性證明。

10. 量子隨機數(shù)設(shè)計與安全性研究

設(shè)計源無關(guān)和測量設(shè)備無關(guān)等量子隨機數(shù)發(fā)生器協(xié)議；設(shè)計基于激光器噪聲的新型量子隨機數(shù)生成方案；研究量子隨機數(shù)發(fā)生器的實際安全性，完善安全性分析方法；分析影響量子隨機數(shù)發(fā)生器速率和后處理算法效率的因素，提出改進方案；研究適用于高速量子隨機數(shù)分析與應(yīng)用場景的數(shù)據(jù)存儲、傳輸、計算技術(shù)。

11. 新型密碼函數(shù)構(gòu)造及其相關(guān)密碼學(xué)性質(zhì)研究

針對不同的應(yīng)用需求，構(gòu)造各項安全性指標(biāo)折衷最優(yōu)的密碼函數(shù)；提煉密碼函數(shù)研究中新的數(shù)學(xué)問題，提出新的構(gòu)造方法；設(shè)計可用于側(cè)信道安全防護的高效掩碼函數(shù)；研究基于量子及人工智能技術(shù)的密碼函數(shù)構(gòu)造方法。

12. 新型對稱密碼算法設(shè)計理論研究

研究構(gòu)造新型非線性源、S盒等非線性組件和擴域上的線性反饋、擴散層等線性組件；研究提出新型整體結(jié)構(gòu)及輪函數(shù)；研究設(shè)計面向5G及物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用場景的序列密碼、可調(diào)分組、認證加密、哈希函數(shù)，探索新型融合密碼算法設(shè)計。

13. 對稱密碼分析技術(shù)前沿問題研究

研究建立量子計算模型下對稱密碼算法的安全性評估體系；提出AES等標(biāo)準(zhǔn)算法和Trivium等輕量級算法的分析新方法；研究對稱密碼分析方法的假設(shè)條件、等價關(guān)系等基礎(chǔ)理論；研究搭建對稱密碼立方攻擊、差分分析等高效可擴展硬件實驗平臺；研究對稱密碼模型可證明安全歸約方法。

14. 對稱密碼自動化分析方法研究

研究針對對稱密碼分析的MILP、SAT等底層問題的快速求解算法，給出軟件實現(xiàn)；研究猜測確定路徑搜索、立方攻擊可分性傳播、線性分析和差分分析有效路徑確定、中間相遇攻擊高效對接方案設(shè)計等自動化攻擊構(gòu)造技術(shù)。

15. 側(cè)信道分析及安全防護技術(shù)研究

研究提出新型側(cè)信道攻擊技術(shù)及建模方法；研究提出新型側(cè)信道安全防護技術(shù)，探索可證明安全防護理論及方法；分析NIST候選抗量子計算密碼抵抗側(cè)信道攻擊的能力，提出針對性的安全防護技術(shù)，探索量子環(huán)境下的側(cè)信道分析和安全防護方法。

16. 基于人工智能技術(shù)的密碼設(shè)計及分析

研究基于生成對抗模型的密碼算法/協(xié)議設(shè)計分析方法與密碼系統(tǒng)攻防分析方法；研究基于模式識別的側(cè)信道分析技術(shù)與漏洞挖掘、異常檢測技術(shù)；研究基于人工智能技術(shù)的密碼算法與協(xié)議形式化分析方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的加密和混淆算法；研究基于GPU/TPU/FPGA等計算器件的人工智能密碼算法分析方法及工程實現(xiàn)；研究基于機器學(xué)習(xí)的密碼設(shè)備性能測評與調(diào)優(yōu)。

17. 操作系統(tǒng)高速硬件設(shè)備相關(guān)軟件代碼分析及測試驗證技術(shù)研究

基于動態(tài)分析、靜態(tài)分析等技術(shù)，針對顯卡、網(wǎng)卡等高速硬件設(shè)備操作系統(tǒng)軟件代碼特別是內(nèi)核模塊代碼，設(shè)計高效準(zhǔn)確的自動化分析方法和測試框架，能檢測其并發(fā)性錯誤、違反函數(shù)使用規(guī)則錯誤、空指針解引用等缺陷和拒絕服務(wù)、信息泄露等安全漏洞。

本次開放課題起始時間為2019年7月，面上課題研究周期一般不超過2年,支持經(jīng)費不超過10萬元；重點課題研究周期可根據(jù)研究內(nèi)容確定，一般為2-4年，支持經(jīng)費根據(jù)研究內(nèi)容和預(yù)期成果的不同，一般為20-40萬元。

 開放課題申請受理的截止日期為2019年5月15日，申請人須按規(guī)定格式填寫《密碼科學(xué)技術(shù)國家重點實驗室開放課題基金申請書》，并加蓋單位公章，紙質(zhì)版一式2份，于截止日期之前（以郵戳或發(fā)件日期為準(zhǔn)），郵寄到下面的通訊地址，電子版及附屬材料發(fā)送至以下郵箱。

 

聯(lián)系人：徐老師

聯(lián)系電話：(010)-82789199  郵箱: [email protected]

通訊地址：北京市5159信箱，密碼科學(xué)技術(shù)國家重點實驗室， 100878